
美国哈佛-史密森天体物理中心( Center for Astrophysics, Harvard& Smithsonian)近期公布最新的早期宇宙发展模型“Lumina”,希望将该模型的模拟结果与詹姆斯.韦伯天文望远镜( JWST)的观测结果相互比对,进一步完善宇宙发展历程的相关理论。图:翻摄自@konstructivizm X账号
为了探索“大霹雳”( Big Bang)后的早期宇宙演化历程,美国哈佛-史密森天体物理中心( Center for Astrophysics, Harvard& Smithsonian)近期打造了名为“Lumina”的早期宇宙辐射流体动力学模拟系统,希望重现宇宙发展最初20亿年的演化过程,并与现行的宇宙演化理论相互验证。
根据美国《有线电视新闻网》( CNN)报导,虽然美国航空与太空总署( NASA)可使用詹姆斯.韦伯太空望远镜( JWST)等先进设备进行宇宙的观测,但截至目前为止,人类对宇宙早期的认知仍几乎是一片空白,仅能透过 JWST等先进设备的观测进行推估。为了模拟当下环境,哈佛-史密森天体物理中心的科学家们推出了全球最大的早期宇宙模型模拟工具“Lumina”。
报导称, Lumina可利用自身的模拟程式,重现宇宙发展初期时,恒星、黑洞等天体的运作方式,并借此对宇宙发展初期进行观测。该报导指出, Lumina是全世界规模最大的早期宇宙模拟模型,预估可观测约15亿光年范围内的宇宙发展历程,由美国田纳西州橡树岭国家实验室的超级电脑“Frontier”进行运作。
哈佛-史密森天体物理中心的理论与计算研究所博士后研究员奥利弗.齐尔( Oliver Zier)分析表示, Lumina与其他模型的最大差异,就是他巨大的规模,预估 Lumina所涵盖的空间可能超过其他宇宙早期发展模型100倍之多。齐尔称,在 Lumina的模拟下,科学家将能观测星系的聚集与形成过程,对宇宙的发展历程建立更进一步的认知。

美国国家航空暨太空总署(NASA)。图:翻摄自维基百科
除了观测早期宇宙发展历程外,Lumina的模拟结果也能被用于与 JWST的观测结果进行比对,验证宇宙发展相关理论的真实性。齐尔指出,即使 Lumina的模拟结果与先进设备的观测结果不一致,科学家们也可能从中摸索出当前理论所缺乏的部分,进一步完善宇宙发展的相关理论。
针对哈佛-史密森天体物理中心所推出的研究结果,美国德州大学奥斯汀分校的天文学助理教授朱利安.穆尼奥斯( Julian Munoz)分析认为, Lumina很可能成为一项“令人印象深刻”的技术成就,推测 Lumina的大规模、长时间模拟可以扩大研究人员的观测范围,甚至可能重现早期宇宙发展不均的现象。
穆尼奥斯也进一步指出,除了模拟宇宙早期发展阶段外, Lumina也能协助科学家研究普通物质与暗物质在太空内的交互作用以及运动方式差异。穆尼奥斯称,虽然暗物质无法使用望远镜等光学手段进行观测,但 Lumina等模型的模拟软件具备呈现暗物质变化的能力,进一步推动物质动力学的发展。
英国苏塞克斯大学天文物理学教授伊利安.伊利耶夫( Ilian Iliev)则表示, Lumina可协助科学家对其他较小模型中可能被遗漏的罕见星系进行研究,强调 Lumina与 JWST的相互比对,将可构建出更完整、更准确的宇宙发展历程与理论。

詹姆斯·韦伯太空望远镜( JWST)。图:翻摄自NASA














